CN102474350B - 在无线通信系统中控制物理下行链路信道的监视操作的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉一种及在无线通信系统中控制物理下行链路信道的监视操作的方法。本发明涉及一种提供无线通信服务的无线通信系统和移动终端，并且涉及一种在从通用移动电信系统(UMTS)或长期演进(LTE)系统演进而来的演进的通用移动电信系统(E-UMTS)中基站和终端通过其来传送和接收数据的方法，并且更具体地，涉及一种在无线电资源分配过程期间控制物理下行链路信道的监视操作的方法，使得终端可以以最小的功率使用来执行无线电资源分配过程。

Description

在无线通信系统中控制物理下行链路信道的监视操作的方法
技术领域
本发明涉及一种提供无线通信服务的无线通信系统和移动终端，并且涉及一种在从通用移动电信系统(UMTS)或长期演进(LTE)系统演进而来的演进的通用移动电信系统(E-UMTS)中基站和移动终端通过其来传送和接收数据的方法，并且更具体地，涉及控制物理下行链路信道的监视操作的方法，从而最小化移动终端的功耗。
背景技术
图1示出了适用于现有技术和本发明的E-UMTS(移动通信系统)的网络结构。E-UMTS系统是从UMTS系统演进而来的，3GPP继续进行对其基本规范的准备。E-UMTS系统可以被归类为LTE(长期演进)系统。
E-UMTS网络可以被划分成演进的UMTS地面无线电接入网络(E-UTRAN)以及核心网络(CN)。E-UTRAN包括终端(在下文中称为UE(用户设备))、基站(在下文中称为e节点B)、位于网络的终端并且连接到外部网络的服务网关(S-GW)、以及对UE的移动性进行监管的移动性管理实体(MME)。对于单个e节点B而言可以存在一个或多个小区。
图2和图3图示了基于在UE与基站之间的3GPP无线电接入网络规范的无线电接口协议架构。无线电接口协议具有包括物理层、数据链路层以及网络层的水平层，并且具有包括用于传送数据信息的用户平面和用于传送控制信号(信令)的控制平面的垂直平面。可以基于通信系统中公知的开放式系统互连(OSI)标准模型的三个低层来将协议层划分成第一层(L1)、第二层(L2)以及第三层(L3)。
现在将描述图2中的无线电协议控制平面以及图3中的无线电协议用户平面的每一层。
物理层，即第一层(L1)，通过使用物理信道来向上层提供信息传输服务。物理层经由传输信道被连接到称为介质访问控制(MAC)层的上层，并且经由传输信道在MAC层与物理层之间传输数据。同时，在不同物理层之间，即在传送侧的物理层和接收侧的物理层之间，经由物理信道来传输数据。
第二层的MAC层经由逻辑信道向无线电链路控制(RLC)层(其上层)提供服务。第二层的RLC层可以支持可靠数据传输。第二层的PDCP层执行报头压缩功能，以减小包括相当大的不必要的控制信息的IP分组的报头大小，从而以相对小的带宽在无线电接口中有效地传送诸如IPv4或IPv6的IP分组。
位于第三层的最低部分的无线电资源控制(RRC)层仅在控制平面中被定义并且处理与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放有关的逻辑信道、传输信道和物理信道的控制。无线电承载指第二层(L2)所提供的用于在UE与UTRAN之间进行数据传输的服务。
根据现有技术中的无线电资源分配请求，在请求对网络的无线电资源分配之后，终端必须连续地监视下行链路信道，直至它接收到分配的无线电资源。然而，在无线电资源分配过程期间，终端不可能在请求无线电资源分配之后立即接收到无线电资源。因此，连续地监视下行链路信道的操作可能造成终端的不必要的功耗。
发明内容
对问题的解决方案
因此，本发明的目的在于通过有效地控制物理下行链路信道的监视操作来最小化移动终端的不必要的功耗。
为了实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，如这里实现和概述的，提供了一种在无线通信系统中控制物理下行链路信道的监视操作的方法，该方法包括：触发信令以便于为上行链路数据传输分配至少一个无线电资源；确定是否将所触发的信令传送到网络；以及基于确定步骤来选择性地执行物理下行链路信道的监视操作。
本发明的上述及其他目的、特征、方面和优点从在结合附图时所获得的本发明的以下详细描述中将变得更加显而易见。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解并且并入本说明书，并且构成本说明书的一部分，附图图示了对本发明的实施例，并且与该描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1示出了适用于现有技术和本发明的E-UMTS(移动通信系统)的网络结构；
图2示出了根据现有技术的基于3GPP无线电接入网络标准的在UE与UTRAN(UMTS地面无线电接入网络)之间的无线电接口协议的控制平面的示例性结构；
图3示出了根据现有技术的基于3GPP无线电接入网络标准的在UE与UTRAN之间的无线电接口协议的用户平面的示例性结构；
图4图示了利用专用调度请求(D-SR)信道的调度请求(SR)过程；
图5图示了在触发了缓冲器状态报告(BSR)和调度请求(SR)之后的无线电资源分配过程；以及
图6图示了根据本发明的实施例的在触发了缓冲器状态报告(BSR)和调度请求(SR)之后的无线电资源分配过程。
具体实施方式
本公开的一个方面涉及本发明对如上所述的现有技术的问题的认识，并且在下文中进一步进行解释。基于该认识，已经开发了本公开的特征。
虽然本公开被示出为在诸如在3GPP规范下发展的UMTS的移动通信系统中实现，但是本公开还可以应用于遵循不同标准和规范进行操作的其他通信系统。
在下文中，将参考附图来给出对根据本发明的优选实施例的结构和操作的描述。
通常，在LTE系统中，为了有效地使用无线电资源，基站应当知道每个用户想要传送哪些数据以及传送多少数据。在下行链路数据的情况下，将下行链路数据从接入网关传输到基站。因此，基站知道应当通过下行链路向每个用户传输多少数据。同时，在上行链路数据的情况下，如果UE没有直接向基站提供与UE想要传送到上行链路的数据有关的信息，则基站无法知道每个UE需要多少上行链路无线电资源。因此，为了使基站向UE适当地分配上行链路无线电资源，每个UE应当向基站提供使基站调度无线电资源所需要的信息。
为此，当UE具有要传送的数据时，UE向基站提供相应的信息，并且基站基于接收到的信息来向UE传输资源分配消息。
也就是说，在该过程中，当UE向基站通知该UE具有要传送的数据时，UE向基站通知在其缓冲器中所累积的数据量。这就是所谓的缓冲器状态报告(BSR)。
以MAC控制元素的格式生成BSR，BSR被包括在MAC PDU中，并且将其从UE传送到基站。也就是说，BSR传输需要上行链路无线电资源，这意味着应当发送用于BSR传输的上行链路无线电资源分配请求信息。如果在生成BSR时分配了上行链路无线电资源，则UE通过使用上行链路无线电资源来传送BSR。UE将BSR发送到基站的过程被称为BSR过程。1)当每个缓冲器不具有数据并且数据新到达缓冲器时，2)当数据到达特定空的缓冲器并且与该缓冲器相关的逻辑信道的优先级级别高于与先前具有数据的缓冲器相关的逻辑信道时，以及3)当小区发生改变时，BSR过程开始。在这方面，在触发了BSR过程的情况下，当分配了上行链路无线电资源时，如果能够经由无线电资源传送缓冲器的所有数据，但是无线电资源不足以额外地包括BSR，则UE取消触发的BSR过程。
然而，如果在生成BSR时不存在分配的上行链路无线电资源，则UE执行调度请求(SR)过程(即，资源分配请求过程)。
SR过程包括两种方法：一种是使用为PUCCH设置的D-SR(专用调度请求)信道，并且另一种是使用RACH过程。也就是说，当触发了SR过程，并且已经分配了D-SR信道时，UE通过使用D-SR信道来发送无线电资源分配请求，而如果没有分配D-SR信道，则UE开始RACH过程。在使用D-SR信道的情况下，UE经由D-SR信道在上行链路上传送无线电请求分配信号。连续地执行SR过程，直到对UE分配了UL-SCH资源。
图4图示了使用专用调度请求(D-SR)信道的调度请求(SR)过程。
如图4中所示，基站(例如eNB)可以周期性地向终端(UE)分配配置的D-SR信道资源。如果终端具有要在上行链路方向上传送的数据并且没有向该终端分配无线电资源，则该终端可以通过使用配置的D-SR信道资源来在上行链路方向上传送数据。如果终端不具有要传送的数据，则该终端不使用该配置的D-SR信道资源。在接收到来自终端的D-SR信道之后，基站可以根据调度算法来确定无线电资源分发，并且可以通过物理下行链路控制信道(PDCCH)来向该终端通知所分配的上行链路无线电资源的量。
在此，将解释DRX的一些概念。DRX指不连续的接收，并且指示关于当在基站与移动终端之间进行通信的过程期间基站应当向移动站发送与无线电资源分配有关的信息时(即在该时间点时)的操作。
也就是说，必须总是监视下行链路信道(例如，PDCCH)的移动终端可能引起移动终端的不期望的功耗。因此，为了解决该问题，移动终端和基站根据预先建立的一致规则来进行操作，使得基站仅在特定时间经由PDCCH向移动终端发送无线电资源分配信息。因此，移动终端仅需要在某些特定时间来监视PDCCH，这降低了移动终端的功耗。
通常，由RRC将UE配置有DRX功能，该DRX功能允许UE不连续地进行监视PDCCH。在LTE系统中，DRX功能可以包括长DRX周期、DRX非活动定时器(DRX Inactivity Timer)、DRX重传定时器以及可选地包括短DRX周期和DRX短周期定时器。
这里，将解释活动时间。活动时间可以指UE应该唤醒并且监视下行链路信道(例如，PDCCH)的特定时间。在除了活动时间之外的任何其他时间，UE不需要监视下行链路信道。
活动时间可以包括以下类型的时间段：
1)其间持续时间定时器(On-Duration timer)、或者DRX非活动定时器、或者DRX重传定时器、或者竞争解决定时器进行操作的时间；
2)其间执行调度请求过程的时间；
3)对于上行链路传输，其间发送无线电资源分配消息(用于重传)的时间；
4)在从传送了RACH MSG 2之后开始直到当接收到C-RNTI或临时C-RNTI(指示为初始或新的传输的无线电资源的分配)时的时间。
当配置了DRX周期时，UE应当针对每个子帧(即传送时间间隔：TTI)执行以下过程：
如果使用短DRX周期：当[(SFN*10)+子帧号]模(当前DRX周期)＝DRX起始偏移量时，启动持续时间定时器；
如果在该子帧中HARQ RTT定时器期满并且没有对相应HARQ过程的软缓冲器中的数据成功地进行解码：针对相应的HARQ过程来启动DRX重传定时器；
如果接收到DRX命令MAC控制元素：停止持续时间定时器，停止DRX非活动定时器；
如果在该子帧中DRX非活动定时器期满或接收到DRX命令MAC控制元素：如果配置了短DRX周期：如果DRX短周期定时器没有运行，则启动DRX短周期定时器；使用短DRX周期，否则：使用长DRX周期；
如果在该子帧中DRX短周期定时器期满：使用长DRX周期；
在活动时间期间，对于PDCCH子帧，除非半双工FDD UE操作的上行链路传输需要该子帧：对PDCCH进行监视；
如果PDCCH指示DL传输：针对相应的HARQ过程启动HARQRTT定时器；针对相应的HARQ过程停止DRX重传定时器；
如果PDCCH指示新的传输(DL或UL)：启动或重新启动DRX非活动定时器。
如果对该子帧已经配置了DL指配，并且没有对指示DL传输的PDCCH成功地进行解码：针对相应的HARQ过程来启动HARQ RTT定时器。
将解释无线电资源分配请求过程。当终端(UE)通过专用调度请求(D-SR)信道来请求对基站的无线电资源分配时，该终端可以连续地监视下行链路信道，直至完成无线电资源分配。然而，通常，终端不能在传送无线电资源分配请求之后立即接收到无线电资源。
在图4中，从终端(UE)使用D-SR信道的时间(时间(1))开始到UE实际上接收到无线电资源分配的时间(时间(4))需要花费约7-8毫秒，其中包括信令延迟时间和基站的处理时间。因此，终端无法在传送无线电资源分配请求之后立即接收到来自基站(即eNB)的无线电资源分配消息。然而，通常，终端连续地监视下行链路信道，并且这会引起终端的不必要的功耗。
图5图示了在触发了缓冲器状态报告(BSR)和调度请求(SR)之后的无线电资源分配过程。
如图5中所示，无线电资源分配过程可以被划分为4个不同的时段。
第一时间段可以指从BSR(缓冲器状态报告)/SR(调度请求)被触发或未决的(pending)时间开始到可以在物理上行链路控制信道(PUCCH)上传送SR的第一可用时间的时间段。通常，第一时间段可以根据用于传送SR请求的PUCCH的无线电资源分配的设置而改变。在图5中，假定在0ms、20ms、40ms处分配PUCCH无线电资源。这里，如果在2ms处触发SR，那么终端从2ms至20ms不执行任何操作，因为在20ms处实际上仅SR被传送到基站。然而，通常，在该时段期间终端连续地监视下行链路信道(例如，PDCCH)，并且终端的这样的不必要的监视操作可能造成不必要的功耗。
第二时间段可以指从传送SR的时间开始到终端可以接收到来自基站(例如，eNB)的上行链路授权(UL授权)消息的第一可用时间的时间段。通常，第二时间段可能与上行链路/下行链路往返时间(RTT)和/或基站的处理时间有关。因此，在传送了SR之后，存在终端必须等待以接收无线电资源分配消息的一些时间延迟。然而，通常，终端也连续地监视该时间段。因此，就像第一时间段一样，在第二时间段中也会造成终端的不必要的功耗。
第三时间段可以指从终端可以接收UL授权消息的第一可用时间开始到终端实际上接收到来自基站的其自己的无线电资源分配消息(或信息)的时间的时间段。这里，在基站对先前传送的SR成功进行解码之后从基站接收无线电资源分配消息。这样，与第一时间段和第二时间段不同，在第三时间段期间终端必须监视和接收下行链路信道。
第四时间段可以指从终端实际上接收到其自己的无线电资源分配消息的时间开始到终端可在PUCCH上传送SR(如果先前的SR传输失败)的下一可用时间的时间段。如果基站没有接收到先前传送的SR，则终端可能无法接收无线电资源分配消息。在该情况下，在该时间段期间对下行链路信道的监视是不必要的操作。
如上所述，在无线电资源分配过程期间，针对下行链路信道(例如，PDCCH)的终端的监视操作在特定时间段期间是不必要的。也就是说，如果终端在整个时间段中连续地监视下行链路信道，则将造成终端的不必要的电池消耗。
因此，本公开可以提出一种具有高功率效率的改进的无线电资源分配方法。为此，本公开可以提出通过使用定时器来控制下行链路信道监视时间。
优选地，在通过物理上行链路控制信道(PUCCH)传送调度请求(SR)之后，终端可以操作睡眠模式定时器，并且立即以连续接收模式进行操作。然后，如果睡眠模式定时器期满，则终端可以停止连续接收模式，并且以不连续接收模式来改变其操作。如果在睡眠模式定时器的操作期间终端接收到来自基站的无线电资源分配，则终端可以停止操作睡眠模式定时器。
优选地，在通过物理上行链路控制信道(PUCCH)传送调度请求(SR)之后，终端可以操作睡眠停止定时器(sleep stop timer)。此后，终端以不连续接收模式进行操作，或者可以停止监视诸如PDCCH的下行链路信道。然后，如果睡眠停止定时器期满，则终端可以以连续接收模式进行操作，从而连续地监视下行链路信道。在上述过程期间，作为额外步骤，当睡眠停止定时器期满时，终端可以操作睡眠模式定时器。然后，如果睡眠模式定时器期满，则终端可以停止操作连续接收，并且可以以不连续接收模式改变操作。如果在睡眠模式定时器的操作期间终端接收到来自基站的无线电资源分配，则终端可以停止操作睡眠模式定时器。
优选地，在通过专用调度请求(D-SR)信道请求无线电资源分配之后，如果终端处于第一不连续接收模式(例如，长DRX)，则终端可以以第二不连续接收模式(例如，短DRX)改变其操作。
在上述过程中，基站向终端通知定时器的设置值。而且，可以将接收停止定时器(或睡眠停止定时器)的设置值设置为HARQ操作的往返时间(RTT)。
根据本公开，在触发了SR之后，如果满足特定条件，则终端可以监视或接收下行链路信道。此外，根据该公开，如果没有满足特定条件，则终端可能不监视或接收下行链路信道。这里，特定条件可以指特定时间或者当终端通过PUCCH传送SR和/或SR的传送是未决的时的情况。
图6图示了根据本发明的实施例的在触发了缓冲器状态报告(BSR)和调度请求(SR)之后的无线电资源分配过程。
如图6中所示，无线电资源分配过程可以被划分为4个不同的时间段。
第一时间段可以指从BSR(缓冲器状态报告)/SR(调度请求)被触发或未决的时间开始到可以在物理上行链路控制信道(PUCCH)上传送SR的第一可用时间的时间段。通常，第一时间段可以根据用于传送SR请求的PUCCH的无线电资源分配的设置而改变。在图5中，假定在0ms、20ms、40ms处分配PUCCH无线电资源。这里，如果在2ms处触发SR，则终端从2ms至20ms不执行任何操作，因为在20ms处实际上仅SR被传送到基站。如上所述，根据该公开，在该时段中不执行对下行链路信道的监视操作，以便于最小化终端不必要的功耗。
第二时间段可以指从传送SR的时间开始到终端可以接收到来自基站(例如，eNB)的上行链路授权(UL授权)消息的第一可用时间的时间段。通常，第二时间段可以与上行链路/下行链路往返时间(RTT)和/或基站进行的处理时间有关。因此，在传送了SR之后，存在终端必须等待接收无线电资源分配消息的一些延迟。如上所述，根据本公开，在该时段中也不执行对下行链路信道的监视操作，以便于最小化终端不必要的功耗。
第三时间段可以指从终端可以接收UL授权消息的第一可用时间开始到终端实际上接收到来自基站的其自己的无线电资源分配消息(或信息)的时间的时间段。这里，在基站对先前传送的SR成功进行解码之后，从基站接收无线电资源分配消息。这样，与第一时间段和第二时间段不同，根据本公开，终端在第三时间段期间执行对下行链路信道的监视操作。
第四时间段可以指从终端实际上接收到其自己的无线电资源分配消息的时间开始到终端可以在PUCCH上传送SR(如果先前的SR传送失败)的下一可用时间的时间段。根据该公开，为了消除终端不必要的功耗，在该时间段中不执行终端的监视操作。
在本公开中，调度请求(SR)可以用于请求上行链路信道(例如，UL-SCH)资源以用于进行新的传输。此外，当触发了调度请求(SR)时，它被认为是未决的，直至它被取消。当聚合(assemble)了数据单元(例如，MAC PDU)并且该数据单元包括包含了直到(包括)触发了BSR的最后事件为止的缓冲器状态的BSR时，或者当上行链路授权可以容纳可用于传输的所有未决的数据时，可以取消所有未决的SR并且可以停止调度请求禁止定时器。
本公开可以提供一种在无线通信系统中控制物理下行链路信道的监视操作的方法，该方法包括：触发信令以便于为上行链路数据传输分配至少一个无线电资源；确定所触发的信令是否被传送到网络；以及基于确定步骤来选择性地执行物理下行链路信道的监视操作，其中如果确定了将触发的信令传送到网络，则执行监视操作，如果确定了没有将触发的信令传送到网络，则不执行监视操作，经由物理上行链路控制信道(PUCCH)将信令传送到网络，该信令是调度请求(SR)信令，物理下行链路信道是物理下行链路控制信道(PDCCH)，并且该信令与调度请求(SR)过程相关。
虽然在移动通信的上下文中对本公开进行了描述，但是本公开还可以用于使用诸如配备有无线通信能力(即接口)的PDA和膝上型计算机的移动设备的任何移动通信系统。此外，使用特定术语来描述本公开并不意在将本公开的范围限制为特定类型的无线通信系统。本公开还适用于使用不同空中接口和/或物理层的其他无线通信系统，例如，TDMA、CDMA、FDMA、WCDMA、OFDM、EV-DO、Wi-Max、Wi-Bro等。
该示例性实施例可以被实现为使用标准编程和/或工程技术来产生软件、固件、硬件或者其任何组合的方法、装置或者制品。在此处使用的术语“制品”是指在硬件逻辑(例如，集成电路芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)或者计算机可读介质(例如，磁存储介质(例如，硬盘驱动、软盘、磁带等)、光存储装置(CD-ROM、光盘等)、易失性和非易失性存储设备(例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑等)中实现的代码或逻辑。
处理器可以访问和执行计算机可读介质中的代码。实现示例性实施例的代码可以进一步通过传输介质来访问或者通过网络从文件服务器来访问。在这样的情况下，实现该代码的制品可以包括传输介质，诸如网络传输线、无线传输介质、通过空间传播的信号、无线电波、红外线信号等。当然，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下可以对该配置做出许多修改，并且该制品可以包括本领域中公知的任何信息承载介质。
由于本公开可以在不脱离本公开的精神或其本质特征的情况下以若干形式体现，因此还应当理解，上述实施例不受到先前描述的任何细节的限制，除非另外规定，而是应当被广泛地解释为在所附权利要求所定义的其精神和范围内，并且因此希望落在权利要求的边界或者这样的边界的等价物的范围内的所有改变和修改都由所附权利要求涵盖。

Claims (3)

1.一种在无线通信系统中控制物理下行链路信道的监视操作的方法，所述方法包括：
触发信令使得为上行链路数据传输分配至少一个无线电资源，其中所述信令是调度请求(SR)信令；
确定是否将所述触发的SR信令传送到网络；以及
基于所述确定是否将所述触发的SR信令传送到网络来执行所述物理下行链路信道的监视操作，
其中，在特定时间段内执行所述物理下行链路信道的监视操作，以及
其中，所述特定时间段与所述触发的SR信令被传送到网络的时间有关。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，经由物理上行链路控制信道(PUCCH)来将所述信令传送到网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物理下行链路信道是物理下行链路控制信道(PDCCH)。
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